《自作带电粒子在匀强电场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自作带电粒子在匀强电场中的运动（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、九、带电粒子在匀强电场九、带电粒子在匀强电场 中的运动中的运动一、预备知识：一、预备知识：（一）动能定理（一）动能定理 1.内容内容 2.公式公式（二）平抛运动（二）平抛运动 1.研究方法研究方法 2.运动规律运动规律（三）电场力做功（三）电场力做功 1.匀强电场匀强电场恒力恒力 2.任何电场任何电场yxvyvxvyx0v0带电粒子在匀强电场中的运动状态带电粒子在匀强电场中的运动状态匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速曲线运动匀变速曲线运动1.平衡（平衡（mg=Eq）2.匀变速运动匀变速运动静止静止匀速直线运动匀速直线运动二、讲授新课二、讲授新课带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运
2、动例例1:实验表明，炽热的金属丝可以发射电子，实验表明，炽热的金属丝可以发射电子，设电子质量为设电子质量为m,电荷量为电荷量为q,在炽热金属丝和金在炽热金属丝和金属板间加以电压属板间加以电压U，如图所示，从炽热金属丝，如图所示，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出小孔穿出,电子穿出后的速度有多大电子穿出后的速度有多大?E金属丝金属丝 金属板金属板U问题一问题一:电池电池E的作用的作用?问题二问题二:让电子加速穿过电场，让电子加速穿过电场， 两极板该怎样带电？两极板该怎样带电？问题三问题三:用能量观点如何列用能量观点如何列 方程求解
3、方程求解?1.带电粒子的加速带电粒子的加速(适用任何电场适用任何电场) 讨论：讨论：若初速度不为零呢？若初速度不为零呢？由动能定理可知：由动能定理可知：练习练习1带负电的小球静止在水平放置的平行板电带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板容器两板间，距下板h=0.8cm,两板间的电两板间的电势差为势差为300V,如果两板间电势差减小到如果两板间电势差减小到60V,求带电小球运动到极板上时的速度求带电小球运动到极板上时的速度?dh求解带电体在电场中运动的三条思路求解带电体在电场中运动的三条思路:1.从动力学的角度从动力学的角度:可利用牛顿运动定律和运动学的知识可利用牛顿运动定律和运
4、动学的知识2.从能量的角度从能量的角度:可利用动能定理和能量守恒定律可利用动能定理和能量守恒定律3.从动量的角度从动量的角度:可利用动量定理和动量守恒定律可利用动量定理和动量守恒定律2.带电粒子的偏转带电粒子的偏转沿初速度方向：速度为沿初速度方向：速度为v0的匀速直线运动的匀速直线运动沿电场力方向：初速为零的匀加速直线运动沿电场力方向：初速为零的匀加速直线运动（1）运动状态：）运动状态：带电粒子以初速度带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场入两带电平行板产生的匀强电场,受到恒受到恒定的与初速度方向垂直的电场力的作用而定的与初速度方向垂直的电场力的作
5、用而做匀变速曲线运动，轨迹为抛物线。做匀变速曲线运动，轨迹为抛物线。 （2）研究方法：）研究方法：运动的合成和分解（类平抛运动）运动的合成和分解（类平抛运动） lv0+-qvv0v yl/2例：例：一电子水平射入如图所示的电场中一电子水平射入如图所示的电场中, ,射入射入时的速度时的速度v v0 0 , ,两极板长为两极板长为 , ,相距为相距为d,d,极板间的极板间的电压为电压为U.U.求电子射出电场时竖直偏移的距离求电子射出电场时竖直偏移的距离y、速度偏转的角度速度偏转的角度和位移偏转的角度和位移偏转的角度 结论结论1dx四四.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转y y U
6、 U1 1- -v vOOv v0 0U U2 2- -L Ld dY YS S3.示波管的原理示波管的原理构造构造:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。 管内抽成真空。管内抽成真空。巩固巩固:推出偏移推出偏移y的表达式的表达式yyLl/23.示波管的原理示波管的原理t/sU0U0锯齿形电压锯齿形电压:u/v小结：小结：一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速1.运动状态运动状态:做匀加速直线运动做匀加速直线运动2.用功能观点分析用功能观点分析:(初速度为零时初速度为零时)(初速度不为零时初速度不为零时)注注:部分题目也可用牛顿运动定律和运动部分题目也可用牛顿运动定律和
7、运动 学公式求解学公式求解二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转1.运动状态运动状态:匀变速曲线运动匀变速曲线运动(轨迹为抛物线轨迹为抛物线)2.研究方法研究方法:运动的合成和分解运动的合成和分解(类平抛运动类平抛运动)3.相关公式相关公式:(1)加速度加速度:(2)运动时间运动时间:(3)离开电场时的竖直偏移量离开电场时的竖直偏移量:(4)速度的偏转角度速度的偏转角度:(5)位移的偏转角度位移的偏转角度:三、示波管三、示波管1.构造构造:电子枪、偏转电极、荧光屏等组成电子枪、偏转电极、荧光屏等组成2.工作原理工作原理:(略略)巩固练习巩固练习如图所示，有三个质量相同如图所示，有三个质量相同,分
8、别带有正电、负分别带有正电、负电和不带电的微粒电和不带电的微粒,从极板的左侧中央以相同的从极板的左侧中央以相同的初速度先后垂直射入初速度先后垂直射入,分别落在正极板的分别落在正极板的A、B、C三处。则三处。则:A.微粒微粒A带正电带正电,B不带电不带电,C带负电带负电B.三个微粒在电场中的运动时间相等三个微粒在电场中的运动时间相等C.三个微粒在电场中加速度三个微粒在电场中加速度aAaBEKBEKCC B Avo_+1、基本粒子、基本粒子物质微观结构中的基本粒子。物质微观结构中的基本粒子。常见：常见：质子、电子、质子、电子、粒子、离子等粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，常常忽略其重力。除有说
9、明或明确的暗示以外，常常忽略其重力。2、带电颗粒、带电颗粒常见：常见：带电油滴、带电尘埃、带电小球等带电油滴、带电尘埃、带电小球等 除有说明或明确的暗示以外，其重力一般不能忽除有说明或明确的暗示以外，其重力一般不能忽略。略。讨论：何时考虑带电粒子的重力？讨论：何时考虑带电粒子的重力？练习练习4一束电子流在经一束电子流在经U=500V的加速电压加速的加速电压加速后后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场匀强电场.如图所示如图所示,若两板间距若两板间距d,板长板长L,那么要使电子能从平行板间飞出那么要使电子能从平行板间飞出,两个极板两个极板上最多能加多大的电压上最多能加多大的电压?dv0uL
